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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Betätigungsvorrichtung mit einem elektrisch betriebenen Motor und einer hydraulischen Pumpe zum Betrieb eines hydraulischen Stellzylinders einer Hydraulikeinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige elektrohydraulische Betätigungsvorrichtungen werden für den Verstellbetrieb verschiedener Vorrichtungen und Geräte eingesetzt. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf elektrohydraulische Betätigungsvorrichtungen, welche als sogenannte Bremslüftgeräte in Bremsanlagen und Vorrichtungen zum Bremsen von beispielsweise Krananlagen verwendet werden. Die elektrohydraulische Betätigungsvorrichtung weist einen Elektromotor und eine mit dem Elektromotor gekoppelte Hydraulikeinheit auf. Die Hydraulikeinheit besteht unter anderem aus einem hydraulisch betätigten Stellzylinder, der über eine geeignete Steuereinheit betätigt wird. Die Hydraulikeinheit umfasst ferner eine Tankbaugruppe sowie entsprechende Kanäle oder Leitungen für ein Hydraulikfluid. Ferner umfasst die Hydraulikeinheit derartiger Betätigungsvorrichtungen hydraulische Ventile und Steuerkomponenten, die zum Betrieb der Betätigungsvorrichtung im Zusammenhang mit der Steuereinheit dienen.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf solche elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtungen, welche mit einem Gehäuse zur Aufnahme einerseits der Hydraulikeinheit und andererseits des Elektromotors versehen sind. Das Gehäuse enthält in kompakter Bauart die verschiedenen Komponenten und Bauteile der elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtung. Im Stand der Technik wurden bisher derartige Gehäuse für elektrohydraulische Betätigungsvorrichtungen aufgrund der hohen Anforderungen hinsichtlich einer Festigkeit, Hitzebeständigkeit und eines Schutzes vor äußeren Beschädigungen in der Regel als zwei- oder dreiteilige Gehäuse aus Gusskomponenten hergestellt. Die im Metallguss hergestellten Gehäuse wurden anschließend mechanisch bearbeitet und wurden über entsprechende Verbindungsmittel wie Schrauben miteinander gekoppelt. Um eine ausreichende Abfuhr von im Inneren entstehender Wärme der elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtungen zu gewährleisten, sind die Gehäuseteile derartiger elektrohydraulischer Betätigungsvorrichtungen an der Außenseite mindestens abschnittsweise mit vorstehenden Kühlrippen versehen. Die Herstellung von Kühlrippen mittels eines Gussverfahrens erweist sich jedoch als schwierig. Außerdem sind die Mindestwandstärken beim Gussverfahren für derartige Gehäuse von elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtungen relativ hoch, so dass eine gute Ableitung von Wärme hierdurch erschwert wird. Andererseits wurden im Stand der Technik für derartige Bremslüftgeräte auch Gehäuse eingesetzt, die aus mehreren Einzelteilen aus einem plattenförmigen Metallmaterial zusammengesetzt wurden. Die so hergestellten Gehäuse von Bremslüftgeräten haben jedoch häufig nicht die erforderliche Festigkeit hinsichtlich der in der Praxis vorhandenen Betriebsbedingungen. Somit gab es einerseits Lösungen für derartige Gehäuse von elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtungen, welche in der Herstellung recht aufwendig waren und jeweils für unterschiedliche Formen und Größen der Vorrichtungen verschiedene Werkzeuge erforderten wie im Fall der aus Gussteilen hergestellten Gehäuse. Andererseits wurden Gehäuselösungen vorgesehen, bei denen eine Vielzahl von verschiedenen Baukomponenten hergestellt und miteinander verbunden werden mussten und welche in der Festigkeit und Stabilität erhebliche Nachteile aufwiesen.
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Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrohydraulische Betätigungsvorrichtung, insbesondere für den Einsatz als Bremslüftgerät, vorzusehen, welche im Hinblick auf die Variantenvielfalt unterschiedlicher Größen, unterschiedlicher Bauformen von solchen Vorrichtungen auf Seiten des Gehäuses optimiert ist und welche eine effektive Wärmeableitung von dem Inneren der Vorrichtung ermöglicht. Ferner soll die elektrohydraulische Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung mit vergleichsweise geringem Herstellungsaufwand, was die Form des Gehäuses betrifft, hergestellt werden können.
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Diese Aufgabe wird mit einer elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß der Erfindung ist eine elektrohydraulische Betätigungsvorrichtung mit einem Elektromotor und mit einer von diesem angetriebenen Pumpe zum Betrieb eines hydraulischen Stellzylinders einer Hydraulikeinheit vorgesehen, wobei der Elektromotor und die Hydraulikeinheit jeweils in einem Gehäuseteil eines Gehäuses der Vorrichtung aufgenommen sind und wobei das Gehäuse mindestens abschnittsweise mit nach außen weisenden Kühlrippen versehen ist, wobei sie dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gehäuse eine quaderförmige oder rechteckige Querschnittsform mit mindestens auf zwei gegenüberliegenden Seiten liegenden, im Wesentlichen geraden Wandabschnitten aufweist, welche mit in Längsrichtung durchgängigen, ebenen Vertiefungen oder Aussparungen gebildet sind, und dass die Kühlrippen mindestens teilweise in Form von abnehmbaren, plattenförmigen Kühlmodulen vorgesehen sind, welche in der Form und Tiefe auf die Vertiefungen oder Aussparungen des Gehäuses für ihr Einsetzen und Montieren angepasst sind.
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Das Gehäuse der Betätigungsvorrichtung ist somit in einer im Wesentlichen quaderförmigen oder rechteckigen Form gebildet, wodurch eine kompakte Bauform mit ebenen Außenwänden vorgesehen ist. Das Gehäuse ist bei der erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtung aus einem Gehäuseteil einer Hydraulikeinheit sowie einem daran angeschlossenen Gehäuseteil für den Elektromotor gebildet. Die beiden Gehäuseteile bilden zusammen das kompakte blockförmige Gesamtgehäuse der Betätigungsvorrichtung. Die blockartige bzw. rechteckige Form des Gehäuses der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist mindestens zwei gegenüberliegende, im Wesentlichen gerade Wandabschnitte auf, welche mit in Längsrichtung durchgängigen, ebenen Vertiefungen bzw. Aussparungen an der Außenseite gebildet sind. Die Vertiefungen oder Aussparungen an mindestens zwei – vorzugsweise gegenüberliegenden – Wandabschnitten bieten die Möglichkeit, an diesen Aussparungen plattenförmige Kühlmodule einzusetzen, welche mit einer Mehrzahl von Kühlrippen versehen sind. Die Vertiefungen oder Aussparungen an den geraden Wandabschnitten des Gehäuses ermöglichen ferner das werkseitige Anbringen von zusätzlichen Ausstattungen, Einrichtungen und Bauteilen, wie zum Beispiel Sensoren, Schaltern oder ähnlichem. Nach dem anschließenden Anbringen der plattenförmigen Kühlmodule sind diese Anschlusskomponenten nach außen hin vollständig verdeckt und nicht mehr ohne weiteres zugänglich. Erst durch ein Abnehmen der andockbaren Kühlmodule mit der Mehrzahl der Kühlrippen sind diese Bauteile oder deren Anschlüsse wieder zugänglich. Die Außenform des Gehäuses der elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtung ist damit im Wesentlichen vollständig abgeschlossen und bietet keine Angriffspunkte für Beschädigungen oder dergleichen. Dennoch ist eine große Variantenvielfalt der Betätigungsvorrichtung hierdurch realisierbar, indem je nach den Anforderungen unterschiedliche Bauteile, Komponenten und dergleichen an den ebenen Vertiefungen oder Aussparungen der geraden Wandabschnitte je nach Bedarf eingesetzt werden.
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Die Erfindung hat ferner den Vorteil, dass mit den plattenförmigen, abnehmbaren Kühlmodulen unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich einer Wärmeableitung in einfacher Weise realisiert und erreicht werden können. So kann für bestimmte Einsatzzwecke eine höhere Kühlleistung mit daraufhin optimierten Kühlmodulen erforderlich sein, während bei anderen Einsatzgebieten eine solche optimierte Wärmeabfuhr nicht erforderlich ist. Nicht zuletzt erlaubt die erfindungsgemäße elektrohydraulische Betätigungsvorrichtung mit abnehmbaren, plattenförmigen Kühlmodulen die Realisierung von unterschiedlich großen und langen derartigen Betätigungsvorrichtungen unabhängig von der jeweiligen Werkzeugform. Die Gehäuseteile des blockartigen Gehäuses können einfach mit ein und dergleichen Herstellungsvorrichtung und ein und demselben Werkzeug in unterschiedlichen Längen realisiert werden oder in einer standardmäßigen Länge realisiert werden und auf die entsprechende Größe hin abgelängt werden. Die Herstellung der Gehäuse derartiger Bremslüftgeräte bzw. elektrohydraulischer Betätigungsvorrichtungen ist damit erheblich vereinfacht. Die mindestens abschnittsweise separate Ausbildung der Kühlmodule und Kühlrippen an den plattenförmigen Kühlmodulen hat ferner den Vorteil, dass auch hinsichtlich des Materials auf die entsprechenden Anforderungen gezielt reagiert werden kann, was einerseits die Gehäuseteile und andererseits die Kühlwirkung der Kühlmodule betrifft.
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Nicht zuletzt können die plattenförmigen, abnehmbaren Kühlmodule einfach entfernt werden, um beispielsweise Wartungsarbeiten oder Änderungen an dem inneren Aufbau der hydraulischen Komponenten oder elektrischen Komponenten vorzunehmen. Die Kühlmodule können auch bei einer Beschädigung einfach ersetzt werden, ohne dass das Gehäuse insgesamt ausgetauscht werden muss.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Kühlmodule der elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtung eine gehäuseseitige, ebene Rückseite auf. Nach außen von dem Gehäuse hin weisende parallele Kühlrippen sind vorgesehen, welche durchgängig über die gesamte Länge eines jeweiligen Gehäuseteils, d. h. des Gehäuseteils für den Elektromotor sowie des Gehäuseteils der Hydraulikeinheit, oder lediglich über eines der beiden Gehäuseteile verlaufen. Mit der ebenen Rückseite der Kühlmodule lassen sich diese sicher und fest an den Aussparungen bzw. Vertiefungen an dem Gehäuse anbringen. Die flächige, ebene Anbringung hat ferner den Vorteil, dass ein guter Wärmeübergang für die Ableitung von Wärme von Seiten des Hydraulikfluids nach außen von dem Gehäuse gewährleistet ist. Die nach außen weisenden vorragenden Kühlrippen sind parallel zueinander angeordnet und bieten an den plattenförmigen Kühlmodulen quasi eine großflächige Kühleinheit mit den vorstehenden Rippen sowie den dazwischen gebildeten Spalten, in welchen die vorbeiströmende Kühlluft durchströmen kann. Die Kühlrippen und damit die Kühlmodule sind erfindungsgemäß durchgängig über die gesamte Länge des Gehäuseteils vorgesehen, d. h. sie erstrecken sich ohne Unterbrechung von einem oberen Ende zu einem unteren Ende. Die Kühlrippen sind damit nach oben hin sowie nach unten hin von dem Gehäuse mit offenen Spalten voneinander beabstandet. Eine gute Wärmeabfuhr wird hierdurch ermöglicht. Ferner erlaubt dies eine deutliche Vereinfachung der Herstellungsverfahren, da die Kühlmodule beispielsweise ebenfalls durch Extrusionsverfahren oder Strangpressen realisiert werden können.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Kühlrippen innerhalb eines Kühlmoduls verschieden hoch und/oder unterschiedlich ausgerichtet. Die Kühlrippen eines Kühlmoduls können beispielsweise mit verschiedenen Tiefen je nach dem Ort oder ihrer Position an dem Gehäuse versehen sein. So können weiter außen liegende Kühlrippen eine größere Höhe (Tiefe) aufweisen als die im zentralen Mittelbereich vorgesehenen Kühlrippen. Auch lassen sich die Kühlrippen in unterschiedlichen Richtungen innerhalb des Kühlmoduls anordnen. Mit beiden Maßnahmen kann auf die jeweiligen Anforderungen der Kühlung der elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtung spezifisch eingegangen werden. Die im Inneren liegenden Hydraulikkomponenten und elektrischen Komponenten können so auf effektive Weise und in gezielter Form an verschiedenen Stellen unterschiedlich gekühlt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Ausrichtung der Kühlrippen innerhalb eines Kühlmoduls koaxial zu der Arbeitsbewegungsrichtung X der elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtung. Die elektrohydraulische Betätigungsvorrichtung, d. h. der Stellweg der Kolben-Zylinder-Einheit, ist in der Regel die Längsrichtung zu dem Gehäuse. Erfindungsgemäß sind die Kühlrippen ebenfalls in dieser Richtung ausgerichtet, d. h. sie sind koaxial zu der Arbeitsbewegungsrichtung vorgesehen. Durch die Ausrichtung in Längsrichtung zur Arbeitsbewegungsrichtung der Kühlrippen lässt sich die Herstellung der Gehäuseteile weiter vereinfachen. Ferner ist so eine gute Wärmeabfuhr an allen Bereichen des Gehäuses vorhanden. Es gibt quasi keine Unterbrechungen in Längsrichtung hinsichtlich der wärmeableitenden Bauteile an der Außenseite des Gehäuses der Betätigungsvorrichtung.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Gehäuseteile des Gehäuses der elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtung als Strangpressprofile gebildet. Die Form und kompakte Bauweise der Gehäuseteile gemäß der Erfindung ermöglicht das Herstellen von Gehäuseteilen im Strangpressverfahren. Die Strangpressprofile erlauben eine Realisierung von unterschiedlich langen Gehäuseteilen und damit unterschiedliche großen Betätigungsvorrichtungen je nach dem Einsatzzweck und der gewünschten Bauform. Mit ein und demselben Strangpresswerkzeug kann so eine Vielzahl von unterschiedlichen Varianten von derartigen Gehäuseteilen für elektrohydraulische Betätigungsvorrichtungen realisiert werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in den Kühlmodulen der elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtung die Kühlrippen derart vorgesehen, dass sie nach außen hin offene Spalte der Kühlmodule bilden. Die Kühlrippen sind somit nicht von einer äußeren Abdeckung verschlossen, sondern sind nach außen hin frei zugänglich für vorbeiströmende Kühlluft. Dies verbessert die Kühlwirkung und ermöglicht eine kompaktere, d. h. kleinere Bauweise hinsichtlich der Kühlmodule bei gleichbleibender Kühlwirkung. Die Kühlrippen können beispielsweise in gleichmäßigen Abständen an einem plattenförmigen Kühlmodul vorgesehen sein, so dass eine gleichmäßige Kühlfläche mit gleich großen Spalten zwischen den einzelnen Kühlrippen gebildet sind. Die Kühlrippen können jedoch alternativ auch in unterschiedlichen Abständen und unterschiedlichen Ausrichtungen jeweils an verschiedenen Bereichen der plattenförmigen Kühlmodule vorhanden sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Kühlmodule des Gehäuses der elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtung als Strangpressprofile gebildet. Da gemäß der Erfindung die Kühlrippen durchgängig in den ebenen Vertiefungen bzw. Aussparungen des Gehäuses vorgesehen sind, d. h. keine Unterbrechungen an dem jeweiligen Gehäuseteil aufweisen, können vorteilhafterweise die Kühlmodule als Strangpressprofile hergestellt werden. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Kosten, da für unterschiedlich lange Kühlmodule von verschiedenen Betätigungsvorrichtungen jeweils ein und dasselbe Strangpresswerkzeug eingesetzt werden kann. Die Kühlmodule sind vorzugsweise aus einem metallischen Material, wie zum Beispiel einer Aluminiumlegierung, hergestellt. Die Kühlmodule können jedoch alternativ aus jedem für eine Kühlwirkung geeigneten Material bestehen, welches eine ausreichende Hitzebeständigkeit bei den auftretenden Temperaturen hat und welches einen guten Wärmeleitkoeffizienten für die Ableitung von Wärme aus dem Inneren der Vorrichtungen hat.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Kühlmodule mit den Kühlrippen des Gehäuses aus einen von dem Gehäuse verschiedenen Material hergestellt. So kann beispielsweise das Gehäuse aus einem ersten Material bestehen, welches die notwendige Festigkeit für herrschende Drücke aufweist, wohingegen die Kühlmodule mit den Kühlrippen aus einem zweiten, davon verschiedenen Material gebildet sind, welches eine geringere Festigkeit, aber dafür eine gute Wärmeleitfähigkeit hat.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Gehäuseteile des Gehäuses der Betätigungsvorrichtung mit endseitigen Deckeln jeweils verschlossen, welche eine zum Gehäuse identische umfängliche Querschnittsform aufweisen. Die endseitigen Deckel des Gehäuses der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung verschließen damit die jeweiligen Gehäuseteile, wobei die durchgängige äußere Form bzw. Querschnittsform auch auf Seiten der Deckel beibehalten wird. So gesehen können die Deckel als einfache plattenförmige Elemente hergestellt werden, welche auf die jeweilige äußere Umfangsform der Gehäuseteile angepasst sind. Dies bedeutet, dass die im Wesentlichen quadratische bzw. blockförmige Gestalt des Gehäuses auch an den Deckeln übernommen ist und eine etwaige seitliche Vertiefung der Gehäusewand und die Rippenformen in den Deckeln des Gehäuses jeweils mit übernommen sind. Auf diese Weise ist ein einfaches und sicheres Verschließen der Gehäuse möglich. Ferner ist die äußere Form und Gestalt der Gehäuseteile der Betätigungsvorrichtung durchgängig gleichbleibend auch über die Deckel an den jeweiligen Enden der Öffnungen des Gehäuses hinweg.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die ebenen Flächen der Vertiefungen oder Aussparungen des Gehäuses mit Anschlüsse und Aufnahmen für den Anbau von Bauteilen, insbesondere von Zusatzeinrichtungen, versehen. Mit solchen Anschlüssen bzw. Aufnahmen für Anbauteile lassen sich die elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtungen je nach Anwendungszweck spezifisch anpassen. So können beispielsweise werkseitig die unterschiedlichen Sensoren, Schalter, Bauteile an der rückwärtigen Seite der Kühlmodule, d. h. an den ebenen Flächen der Gehäuse, einfach angebracht werden. Nach dem Montieren der Kühlmodule mit den nach außen vorstehenden Kühlrippen sind dann diese Anbauteile und Anschlüsse der Geräte von außen nicht mehr sichtbar und zugänglich. Dies erhöht die Betriebssicherheit der Vorrichtungen. Ferner kann so eine ungewünschte Manipulation oder Beschädigung sicher vermieden werden. Die verschiedenen Anschlüsse und Aufnahmen für den Anbau von Bauteilen haben ferner den Vorteil, dass für unterschiedliche Varianten der Betätigungsvorrichtungen ein und dieselbe Gehäuseform verwendet werden kann. Die Nichtnutzung eines oder mehrerer der vorhandenen Anschlüsse und Aufnahmen lässt sich am fertiggestellten Endprodukt nicht mehr erkennen aufgrund der Abdeckung mittels der Kühlmodule. Die unterschiedlichen Varianten können somit auf einfache Art und Weise mit geringerem Aufwand und niedrigeren Kosten in der Fertigung realisiert werden. Auch ermöglichen die erfindungsgemäßen abnehmbaren Kühlmodule die nachträgliche Hinzufügung von Anbauteilen, welche ursprünglich nicht ab Werk eingebaut wurden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegen die Kühlmodule hinsichtlich des Materials und/oder der Form und Länge der Kühlrippen als variabel austauschbare Module für ein und dieselbe Betätigungsvorrichtung vor. Auch dies erhöht die Variabilität in der Fertigung, ohne eine nennenswerte Erhöhung von den Herstellungskosten. Die Kühlmodule können je nach Bedarf und den herrschenden Betriebsbedingungen unterschiedlich an den jeweiligen Aufnahmen des Gehäuses angebracht und wieder entfernt werden. Die verschiedenen Materialien sowie die unterschiedliche Form bzw. Ausrichtung und Länge der Kühlrippen kann ebenfalls je nach den vorhandenen Bedingungen im Betrieb der Vorrichtungen angepasst werden. Diese Anpassung lässt sich sehr leicht von außen her bewerkstelligen. Die Betätigungsvorrichtungen müssen dafür nicht unterschiedlich in der Form des Gehäuses ausgebildet werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Aussparungen bzw. Vertiefungen für die Kühlmodule in einem mittleren Bereich der Breite des Gehäuses unter Ausschluss des Kantenbereichs vorgesehen, und die Form und Ausrichtung der Kühlrippen ist bezüglich einer Mittelachse des Gehäuses symmetrisch. Die symmetrische Anordnung und Aufteilung der Kühlrippen ausgehend von dem mittleren Bereich des Gehäuses hat den Vorteil, dass die heißeren Bereiche des Gehäuses der Vorrichtung gut gekühlt werden, wohingegen die von dem Mittelpunkt entfernter liegenden Kantenbereiche eine geringere Kühlwirkung aufweisen, die dort auch nicht erforderlich ist. Die Stabilität und die Festigkeit des Gehäuses auch gegenüber äußeren Einflüssen sind dennoch gewährleistet, da lediglich in einem mittleren, zentralen Bereich die Kühlrippen der Kühlmodule an der Außenseite des Gehäuses vorgesehen sind.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung haben die Kühlmodule des Gehäuses eine nach außen hin bauchig vorgewölbte Form. Während die Rückseite der Kühlmodule erfindungsgemäß eine ebene Fläche ist, sind bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung die vorderen Seiten der Kühlmodule nach außen gewölbt, so dass die Kühlrippen unterschiedlich lang sein können bzw. in unterschiedlicher Stärke von dem Gehäuse her vorragen. Die bauchige Form hat den Vorteil, dass das im Wesentlichen quaderförmige oder rechteckige Gehäuse hinsichtlich der Kühlmodule trotzdem eine Art gewölbte Form hat, die sich an die herrschende Wärmeverteilung im Inneren der Betätigungsvorrichtung anpasst. Die mehr an den Seiten liegenden Kühlrippen sind durch die gewölbte Form näher an dem Mittelpunkt als die in einem mittleren Bereich der Kühlmodule liegenden Kühlrippen. Mit dieser Maßnahme wird den Wärmeverteilungen an dem Gehäuse Rechnung getragen, so dass der Kühleffekt hierdurch weiter optimiert ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist für die Betätigungsvorrichtung eine Steuer-/Anschlussbox mit Anschlüssen und Steuerkomponenten vorgesehen, welche an dem Gehäuseteil des Motors angebracht ist, ohne über den Außenumfang des Gehäuseteils der Hydraulikeinheit vorzustehen. Die Steuer-/Anschlussbox gemäß der Erfindung ist somit im Inneren des breitesten äußeren Umfangs der Betätigungsvorrichtung eingeschlossen. Sie bildet daher kein störendes vorstehendes Bauteil, wie es im Stand der Technik der Fall war. Im Stand der Technik bei aus Gussteilen gebildeten Gehäusen derartiger Betätigungsvorrichtungen war die Steuer-/Anschlussbox der Betätigungsvorrichtung regelmäßig ein außen an dem äußeren Umfang des Gehäuseteils der Hydraulikeinheit angebrachtes Element. Ein solches vorstehendes äußeres Steuerelement läuft jedoch Gefahr, dass es bei bestimmten Betriebssituationen von äußeren Elementen beschädigt werden kann. Die erfindungsgemäße Steuer-/Anschlussbox hingegen ist im Inneren des Außenumfangs des (breiteren) Gehäuseteils der Hydraulikeinheit mit eingeschlossen. Dadurch ergibt sich eine insgesamt sehr kompakte Bauform mit einer Minimierung eines Risikos einer Beschädigung bei einer gleichbleibenden guten Zugänglichkeit für den Anschluss der elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtung an Ort und Stelle.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Gehäuseteile koaxial zur Arbeitsbewegungsrichtung und zueinander ausgerichtet. Das heißt, die beiden Gehäuseteile liegen längs hintereinander in einer gleichen Ebene. Die äußere Form ist dadurch ein kompakter, durchgängiger Block.
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Die Erfindung wird im Folgenden mehr im Detail beschrieben werden und besser verstanden werden, wobei eine detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter einer Bezugnahme auf die Zeichnungen nachfolgt. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht von oben eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtung im montierten Zustand;
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2 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von oben des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit abgenommenen Kühlmodulen;
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3 eine perspektivische Ansicht von unten des ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektohydraulischen Betätigungsvorrichtung;
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4 eine perspektivische Ansicht von oben eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtung im zusammengebauten Zustand;
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5 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von oben des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit abgenommenen Kühlmodulen; und
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6 eine perspektivische Ansicht von unten des zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtung im zusammengebauten Zustand.
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In den 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtung 10 in verschiedenen perspektivischen Ansichten dargestellt. Die 1 zeigt die Betätigungsvorrichtung 10 in einer perspektivischen zusammengebauten Ansicht von oben, die 2 zeigt das gleiche Ausführungsbeispiel mit abgenommenen Kühlmodulen 5, und die 3 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht hier von unten der elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtung 10 dieses ersten Ausführungsbeispiels.
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Die elektrohydraulische Betätigungsvorrichtung 10 des ersten Ausführungsbeispiels umfasst ein Gehäuse 20 in einer im Wesentlichen quaderförmigen bzw. quadratischen Querschnittsform mit einem ersten Gehäuseteil 21 für eine Hydraulikeinheit 3 im oberen Bereich sowie einem darunterliegenden zweiten Gehäuseteil 22 für den Elektromotor 1. Die beiden Gehäuseteile 21, 22 des blockartigen Gehäuses 20 sind koaxial zueinander und koaxial zu einer Arbeitsbewegungsrichtung X der Betätigungsvorrichtung 10 angeordnet. Die elektrohydraulische Betätigungsvorrichtung 10 ist insbesondere, jedoch nicht notwendigerweise, ein sogenanntes Bremslüftgerät, welches für die Fail-Safe-Funktion von Bremsanlagen, beispielsweise in Kränen oder Aufzügen, dient. Die elektrohydraulische Betätigungsvorrichtung 10 gemäß der Erfindung ist durch eine besondere Ausgestaltung des Gehäuses 20 in der blockartigen bzw. quaderförmigen Form gekennzeichnet, wobei mindestens zwei gegenüberliegende, im Wesentlichen gerade Wandabschnitte 23 an der Außenseite des Gehäuses 20, im vorliegenden Beispiel lediglich an denn Gehäuseteil 21 der Hydraulikeinheit 3, vorgesehen sind. Die geraden Wandabschnitte 23 des Gehäuses 20 sind mit Aussparungen bzw. Vertiefungen 24 gebildet, welche sich in einer ebenen Form und durchgängig über die gesamte Länge des oberen Gehäuseteils 21 erstrecken. Diese Vertiefungen bzw. Aussparungen 24 dienen der Aufnahme von erfindungsgemäßen Kühlmodulen 5, wie dies in der demontierten Darstellung der 2 gezeigt ist.
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Die Kühlmodule 5 weisen eine Mehrzahl von Kühlrippen 4 an einem plattenförmigen Kühlmodul 5 auf, wobei die ebene Rückseite auf die Form und Größe der Vertiefung 24 an dem ebenen Wandabschnitt 23 des Gehäuses 20 angepasst ist. Die Kühlrippen 4 dienen zum Kühlen der Gehäuseteile 21, 22, die sich aufgrund der inneren Vorgänge in der Betätigungsvorrichtung 10 erhitzen. Der im unteren Gehäuseteil 22 vorgesehene Elektromotor 1 treibt eine Hydraulikpumpe 2 der Hydraulikeinheit 3 an, die wiederum in dem oberen Gehäuseteil 21 aufgenommen ist. Die Hydraulikpumpe 2 ist im Inneren der Hydraulikeinheit 3 mit einem Stellzylinder 8 gekoppelt, welcher über entsprechende Steuerungen, Ventile und Kanäle im Inneren der Hydraulikeinheit 3 betätigt wird, wie es mit der Arbeitsbewegungsrichtung X in den Figuren angedeutet ist. Der hydraulische Stellzylinder 8 ist mit einer Lagerbuchse 9 am oberen Ende der Betätigungsvorrichtung 10 zum Anschluss an die zu betätigenden Anlagen, wie zum Beispiel Bremsanlagen, versehen. An der Unterseite, die in der 3 zu erkennen ist, ist wiederum eine Fußbefestigung 11 mit zwei flanschartigen Vorsprüngen und einem Durchgangsloch vorgesehen, mittels welcher die Betätigungsvorrichtung 10 installiert wird. Der Elektromotor 1 ist in dem unteren, schmaleren Gehäuseteil 22 des Gehäuses 20 aufgenommen, wobei der Gehäuseteil 22 mit Kühlrippen 4 an einem gekrümmt vorragenden Wandabschnitt des Gehäuseteils 22 versehen ist. Mit diesen Kühlrippen 4 wird die Abwärme des Elektromotors 1 nach außen von dem Gehäuse hin an die Umgebungsluft abgeführt. Der untere Gehäuseteil 22 des Elektromotors 1 ist mit einem Deckel 6 nach unten hin an der Bodenseite verschlossen. An einer Seite des Elektromotors 1 ist eine Anschluss-/Steuerbox 7 vorgesehen, an welcher die elektrischen und hydraulischen Anschlüsse der Betätigungsvorrichtung 10 vorgesehen werden.
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Der in den Außenabmessungen breitere obere Gehäuseteil 21 der Hydraulikeinheit 3 ist erfindungsgemäß in einer im Wesentlichen quadratischen, blockartigen Form mit vier Seitenwänden vorgesehen, wobei mindestens zwei jeweilige gegenüberliegende Seitenwände im Wesentlichen identisch ausgebildet sind. An zwei gegenüberliegenden Wandabschnitten 23 des oberen Gehäuseteils 21 sind bei diesem Beispiel jeweils zwei Aussparungen bzw. Vertiefungen 24 gebildet, welche zur Aufnahme von abnehmbaren Kühlmodulen 5 dienen, wie dies in der den demontierten Zustand zeigenden 2 gezeigt ist. Die Vertiefungen 24 für die Kühlmodule 5 sind in einem mittleren Bereich in etwa über 2/3 der Breite der ebenen Wandabschnitte 23 des oberen Gehäuseteils 21 gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 ist die Vertiefung 24 mit schrägen Seitenwänden in einer Art V-Form vorgesehen, die auf die entsprechende Form des Kühlmoduls 5 mit den Kühlrippen 4 angepasst. Die Kühlmodule 5 sind als abnehmbare Bauteile an dem Gehäuse 20 der Betätigungsvorrichtung 10 angebracht. Die Kühlmodule 5 mit den Kühlrippen 4 können dadurch bei Bedarf, beispielsweise für eine Montage von Anbauteilen an dem Gehäuse 20, abgenommen werden. Die abnehmbaren Kühlmodule 5 haben ferner den Vorteil, dass sie für unterschiedliche Einsatzzwecke und Betriebsbedingungen entsprechend ausgetauscht werden können. Auch ermöglichen die abnehmbaren Kühlmodule einen Ersatz bei der Beschädigung von Kühlrippen 4. Ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen modularen Bauweise des Gehäuses 20 besteht jedoch darin, dass für unterschiedliche Varianten und Modelltypen ein und dasselbe Gehäuse 20 eingesetzt werden kann, da mit den abnehmbaren Kühlmodulen 5 und der durchgängig gleichbleibenden Querschnittsform der Gehäuseteile die unterschiedlichen Typen von Hydraulikeinheiten und Motoren in ein und demselben Gehäuse untergebracht werden können.
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Die Kühlmodule 5 mit der jeweiligen Reihe von rechten Kühlrippen 4 und linken Kühlrippen 4 gemäß dem ersten Austührungsbeispiel sind in einer bogenförmig vorstehenden Form vorgesehen, so dass die mittleren Kühlrippen 4 in dem Kühlmodul 5 kürzer sind als die seitlichen Kühlrippen 4 (vgl. 1 und 2). Neben den abnehmbaren Kühlmodulen 5 sind auch weitere Kühlrippen 4 in den anderen Seitenwänden und an dem für den Motor 1 vorgesehenen unteren Gehäuseteil 22 vorgesehen, die in der Gehäusewand ausgeformt sind, d. h. nicht in Form von abnehmbaren Kühlmodulen 5, sondern als fixe Kühlrippen 4 realisiert sind. Sie können nach einer Alternative jedoch ebenso als abnehmbare Module realisiert sein. Erfindungsgemäß sind die Gehäuseteile 21, 22 aus Strangpressprofilen hergestellt, so dass sie eine durchgängig gleichbleibende Querschnittsform über die Gesamtlänge haben. Mit ein und demselben Werkzeug der Strangpressvorrichtung können so unterschiedlich lange Gehäuse 20 für unterschiedlich große Betätigungsvorrichtungen 10 hergestellt werden. Dies reduziert deutlich die Kosten in der Herstellung und ermöglicht eine größere Variantenvielfalt der Betätigungsvorrichtungen 10. Insgesamt ist mit der erfindungsgemäßen Form des Gehäuses 20 mit den Deckeln 6 und den ebenen Seitenwänden eine sehr kompakte Bauweise erreicht. Die Betätigungsvorrichtungen 10 stellen sich als blockartige, kompakte Elemente dar, bei denen keine Bauteile, wie zum Beispiel Anschlüsse für Sensoren, Schalter und dergleichen, störend nach außen vorstehen. Selbst die Schalt- und Steuerbox 7 ist in der kompakten Bauform mit integriert, ohne an der Außenseite störend nach außen weiter vorzustehen als der breiteste Gehäuseteil 21.
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In den 4, 5 und 6 ist in verschiedenen Ansichten eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung 10 gezeigt. Die zweite Ausführungsform der Erfindung ist hinsichtlich des inneren Aufbaus und der sich darin befindenden Komponenten, nämlich der Hydraulikeinheit 3 und des Elektromotors 1, im Wesentlichen identisch zu der vorherigen ersten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich gegenüber der ersten Ausführungsform dahingehend, dass sich die Form des Gehäuses 20 und die Position und Form der Kühlmodule 5 von dieser unterscheiden.
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Das Gehäuse 20 der elektrohydraulischen Betätigungsvorrichtung 10 ist auch hier in einer quaderförmigen bzw. quadratischen Querschnittsform realisiert, wobei die Gehäuseteile 21, 22 als Strangpressprofile hergestellt sind. Das Gehäuse 20 unterteilt sich auch hier in einen oberen, breiteren Gehäuseteil 21 für die Aufnahme der Hydraulikeinheit 3 einschließlich der Hydraulikpumpe 2 und des Stellzylinders 9 und einen sich darunter befindenden zweiten Gehäuseteil 22 für die Aufnahme des Elektromotors 1, der die Hydraulikpumpe 2 der Hydraulikeinheit 3 antreibt. Wie bei der ersten Ausführungsform sind auch bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung durchgängig gleichbleibende Querschnittsformen der jeweiligen Gehäuseteile 21, 22 vorgesehen, so dass eine Herstellung mittels eines Strangpressens möglich ist. Die Kühlrippen 4 der Kühlmodule 5 sowie die fixen Kühlrippen 4 an den flächigen Außenseiten des Gehäuses 20 sind gleichermaßen wie die Außenflächen der Wandabschnitte des Gehäuses 20 durchgängig gleichbleibend über die Längserstreckung des jeweiligen Gehäuseteils 21, 22. Dies gilt ebenso für die beiden gegenüberliegenden flachen Wandabschnitte 23, in welchen die Aussparungen bzw. Vertiefungen 24 für die Aufnahme der Kühlmodule 5 vorgesehen sind. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist in dem ebenen Wandabschnitt 23 der Aussparungen bzw. Vertiefungen 24 eine Reihe von in der 5 dargestellten Anschlüssen und Öffnungen in dem Gehäuse 20 vorgesehen, mittels welcher werkseitig Anschlussteile und verschiedene Sensoren bzw. Schalter für die Betätigungsvorrichtung 10 installiert werden können. Die Anschlüsse und Aufnahmen können auch zur späteren Wartung oder für eine spätere Abänderung von Anbauteilen verwendet werden. Die Kühlmodule 5 sind auch hier als plattenähnliche Bauteile vorgesehen, welche eine ebene Rückseite für den Anschluss an der entsprechenden Vertiefung bzw. Aussparung 24 aufweisen und welche nach außen hin mit einer vorstehenden Reihe von Kühlrippen 4 gebildet sind. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel die Aussparung bzw. Vertiefung 24 nicht symmetrisch zu der Mittelachse Y, sondern ist seitlich versetzt zu einer Seite hin von dem Gehäuse 20. Dementsprechend sind die Kühlmodule 5 an einer seitlich versetzten Position an den jeweiligen Außenwänden des Gehäuses 20 vorgesehen. Ferner ist bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel das Kühlmodul 5 nicht symmetrisch in sich, sondern ist als ein sich konisch erweiterndes Element vorgesehen, welches auf einer Seite längere bzw. höhere Kühlrippen als auf der anderen Seite aufweist. Entsprechend ist die Aussparung bzw. Vertiefung 24 an den Wandabschnitten 23 in solch einer Form gebildet, dass sie an dem mittleren Bereich eine geringere Tiefe als an dem Kantenbereich des Gehäuses 20 aufweist, wie dies insbesondere in den 5 und 6 gut zu erkennen ist. Auch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Form des Gehäuses 20 mit den beiden Gehäuseteilen 21, 22 der Betätigungsvorrichtung 10 derart gewählt, dass sich ein insgesamt kompaktes Element mit glatten und ebenen äußeren Wandabschnitten ergibt. Die Anschlusselemente sind in dem kompakten Gehäuse 20 mit integriert und teilweise durch die Kühlmodule 5 abgedeckt bzw. in der Anschluss-/Steuerbox 7 enthalten, welche ebenfalls als ein integriertes und im Wesentlichen nichtvorstehendes Bauteil vorgesehen ist.
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Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist ebenfalls durch eine größere Variantenvielfalt bei im Wesentlichen gleichbleibender äußerer Form der Gehäuseteile 21, 22 gekennzeichnet. Unterschiedliche Typen von Betätigungsvorrichtungen und unterschiedliche Größen bzw. Längen derartiger Betätigungsvorrichtungen 10 können mit ein und demselben Strangpresswerkzeug hergestellt werden, da die Form und Gestalt der Gehäuseteile 21, 22 auf solch eine Herstellungsart spezifisch angepasst ist. Nicht zuletzt ist die gewählte Bauform der Betätigungsvorrichtung 10 mit dem kompakten, quaderfömigen Gehäuse 20 auf eine Wärmeableitung von im Inneren liegenden Einheiten gezielt optimiert. Sowohl was den Elektromotor 1 als auch was die Hydraulikeinheit 3 betrifft, werden durch die großflächig angeordneten Kühlrippen 4, insbesondere der Kühlmodule 5, jedoch auch durch die fest montierten Kühlrippen 4 die Wärmeableitung und die Kühlung der Betätigungsvorrichtung 10 deutlich gegenüber dem Stand der Technik verbessert.
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Nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind die Kühlmodule 5 an dem Gehäuse 20 mittels Distanzstücken befestigt. Auf diese Weise lassen sich die hinter den Kühlmodulen angebrachten Zusatzausstattungen und Bauteile durch die davorliegenden Kühlmodule 5 verdecken. Die äußere Kontur des Gehäuses der Betätigungsvorrichtung ist dadurch von außen her durchgängig abgeschlossen und mittels der Kühlmodule und der darin vorgesehenen Kühlrippen vollständig für eine Kühlung verwendbar. Die Distanzstücke zwischen dem Gehäuse bzw. der Vertiefung des Gehäuses und den Kühlmodulen sind vorzugsweise in einer Form und in einem Material vorgesehen, welche eine gute Wärmeleitung erlauben.
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Gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Lüftereinheit zur Unterstützung der Kühlwirkung vorgesehen. Die Lüftereinheit (nicht dargestellt in den Figuren) ist beispielsweise in dem Gehäuseteil 22 des Motors 1 integriert und weist Lüftungsöffnungen auf, welche in Richtung zu den Kühlrippen 4 weisen. Die Lüftereinheit kann auch als separates Modul zwischen dem Gehäuseteil 22 des Motors 1 und dem Gehäuseteil 21 der Hydraulikeinheit 3 zwischengeschaltet sein, wobei sie dann vorzugsweise die gleiche Querschnittsform und äußere Kontur zu den anderen Gehäuseteilen aufweist. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung können die Kühlmodule 5 mit den Kühlrippen 4 nach außen hin eine plattenförmige Abdeckung aufweisen, so dass die zwischen den Kühlrippen 4 vorgesehenen Spalte nach außen hin verschlossen sind. Dadurch wird die Kühlluft in einer Art Zwangsströmung geleitet, die vorzugsweise durch einen Lüfter einer Lüftereinheit unterstützt wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Kühlrippen 4 der Kühlmodule 5 derart vorgesehen, dass sie bündig mit den anschließenden Außenwänden des jeweiligen Gehäuseteils 21, 22 sind. Dadurch sind keine vorstehenden Kühlrippen an der Außenseite des Gehäuses 20 vorhanden. Nach einem alternativen diesbezüglichen Aspekt der Erfindung sind die Kühlrippen 4 nicht bündig, sondern beispielsweise leicht vorstehend im Verhältnis zu den angrenzenden Wandabschnitten des Gehäuses 20.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Merkmale der Ausführungsbeispiele beschränkt und umfasst weitere Abwandlungen und Modifikationen im Umfang der angehängten Ansprüche. So kann insbesondere die Form und Gestalt der abnehmbaren bzw. ankoppelbaren Kühlmodule 5 anders sein als in den dargestellten Beispielen. Die Kühlmodule 5 sind in unterschiedlicher Art und Weise an dem Gehäuse 20 jeweils ankoppelbar über vorzugsweise lösbare Verbindungsmittel, wie zum Beispiel Verschraubungen oder ähnliches. Die äußere quaderförmige Form des Gehäuses 20 der Betätigungsvorrichtung 10 nach der Erfindung kann ebenso variieren, solange sie im Wesentlichen eine quaderförmige oder blockförmige Bauweise darstellt. So können die Kantenbereiche mit leichten Abschrägungen versehen sein oder auch nicht. Die in den Ausführungsformen oben dargestellten Bauformen können diesbezüglich jedoch auch hinsichtlich der Position und Anordnung der Kühlrippen 4 und der Kühlmodule 5 variieren.
